ch3-交换机端口配置与生成树协议配置-高级计算机网络-教学课件.ppt

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1、第三讲 交换机端口配置与生成树协议配置n交换机端口配置n生成树协议回顾n生成树协议配置1交换机端口配置n端口速率n端口工作模式n端口类型n端口流量控制n端口聚合n端口镜像2端口速率配置n交换机端口所支持的速率q标准以太网 10Mbpsq快速以太网 100Mbpsq千兆以太网 1000Mbpsn自协商的结果标准以太网快速以太网千兆以太网标准以太网10M10M10M快速以太网10M100M100M千兆以太网10M100M1000Mn端口速率配置命令：qQuidway-Ethernet0/1 speed 10|100|1000|auto 3端口工作模式配置n交换机端口所支持的工作模式q全双工（Ful

2、l-duplex）n连接计算机n不使用 CSMA/CDq半双工（Half-duplex）n连接 Hubn使用 CSMA/CDn端口工作模式配置命令：qQuidway-Ethernet0/1 duplex full|half|auto 4端口类型配置（续）n路由器和PC机一般都使用MDI接口，以太网交换机一般都使用MDI-X接口n同端口类型相连使用交叉网线，异端口类型相连使用直连网线。Receive PairTransmit PairTransmit PairTransmit PairReceive PairTransmit PairReceive Pair交叉网线交叉网线直连网线直连网线Rec

3、eive Pair6端口类型配置（续）n华为3COM交换机可以智能识别网线类型和对端MDI/MDI-X 端口类型n端口类型配置命令qQuidway-Ethernet0/1 mdi normal|cross|auto nnormal：MDI-X 端口ncross：MDI 端口nauto：自适应7流量控制配置n流量控制目标q减轻或避免大量以太网帧在交换机端口发生拥塞n流量控制原理qHalf-duplex：使用后退压力（Backpressure）技术，即模拟产生冲突信号（Jam Signal）qFull-duplex：向对端设备发送PAUSE帧n流量控制配置命令qQuidway-Ethernet0/

4、1 flow-controlqQuidway-Ethernet0/1 undo flow-control注：注：Quidway S 系列交换机所有端口在缺省情况下都禁用了流量控制功能系列交换机所有端口在缺省情况下都禁用了流量控制功能8端口聚合配置 实现原理聚合链路聚合链路（Aggregated Links)Port 1 Port 2 Port 3Port n帧分发器帧分发器发送队列发送队列发送部分发送部分高层协议高层协议Port 1 Port 2 Port 3Port n帧接收器帧接收器接收队列接收队列接收部分接收部分高层协议高层协议端口发端口发送队列送队列端口接端口接收队列收队列System

5、 ASystem B 为了保证帧的按序传送，必须将同一会话的帧分配到同一端口进行发送 10端口聚合配置 相关命令n配置端口聚合qQuidway link-aggregation ethernet port_num1 to ethernet port_num2 ingress|both ningress：表示仅根据源MAC地址对帧进行分流nboth：表示不仅根据源而且根据目的MAC地址对帧进行分流n参加聚合的端口必须工作在全双工方式下并且速率相同qQuidway-Ethernet0/1 duplex fullqQuidway-Ethernet0/1 speed 100n端口聚合必须在链路两端同时

6、配置才能生效11端口镜像配置 概述n镜像分为两种：端口镜像和流镜像。n端口镜像是指将某些指定端口（出或入方向）的数据流量映射到监控端口，以便集中使用数据捕获软件进行数据分析。n流镜像是指按照一定的数据流分类规则对数据进行分流，然后将属于指定流的所有数据映射到监控端口，以便进行数据分析。13生成树协议（Spanning Tree Protocol,STP）回顾n起因和历史n概述n术语nBPDU消息与消息交换n生成树的构造n总结15生成树协议 起因Loop的危险：n如右图，考虑被两个Bridges连接起来的两个局域网n假设主机n要发送帧F,并且两个Bridges的forwarding databa

7、se中都没有包含F目的地址的表项FFFFFFF16 Algorhyme-Peom of spanning tree algorithmI think that I shall never see,a graph more lovely than a tree.A tree whose crucial property,is loop-free connectivity.A tree that must be sure to span,so packet can reach every LAN.First,the root must be selected.By ID,it is elected

8、.Least-cost paths from root are traced.In the tree,these paths are placed.A mesh is made by folks like me,then bridges find a spanning tree.-By Radia Perlman18生成树协议 概述n基本思想：q生成树没有环。qBridge之间通过不断地交换控制帧来动态的构造生成树。n这个控制帧被称为：Configuration Bridge Protocol Data Unit(Configuration BPDU)LAN 2BridgeLAN 5LAN 3

9、LAN 1LAN 4BridgeBridgeBridge dBridge 19生成树协议 术语nBridge ID:每个Bridge的唯一标识（Priority+MAC Address）。nPort ID:Bridge上每个端口的唯一标识。nRoot Bridge:具有最小Bridge ID的Bridge。在生成树协议中，将把这个Bridge当作是生成树的Root.nRoot Path Cost:到达Root Bridge的最短路径的长度，单位为hop数。nRoot Port:到达Root Bridge的最短路径的出发端口。nDesignated Bridge:对于一个LAN而言，通往Root

10、 Bridge最短路径上的所经由的第一个Bridge。如果两个Bridge有相同长度的最短路径，那么取Bridge ID较小的那一个。nDesignated Port:如果Bridge A是LAN L的Designated Bridge,那么Bridge A与LAN L相连的端口就称为Bridge A对于LAN L的Designated Port.20生成树协议 BPDU格式21生成树协议 BPDU的交换n每个Bridge都周期性的向与自己相连的LAN上发送如下的BPDU：root bridge(what the sender thinks it is)root path cost for s

11、ending bridgeIdentifies sending bridgeIdentifies the sending portroot IDcostbridge ID port ID22生成树协议 初始化n在协议运行之初，每个Bridge都认为自己是Root Bridge.n于是每个Bridge都向与它相连的LAN上发送如下形式的BPDU:B0BP24生成树协议 更新BPDUn每个Bridge把它所收到的所有BPDU和它自己所发送的BPDU相比较.n若一个发送如下BPDU M1的Bridge B1R1 C1 B1 P1M1 收到一个Better BPDU M2，满足 R2 R1:R2 C2

12、 B2 P2M2 那么Bridge B1 就把自己的 BPDU 更新为:R2 C2+1 B1 P125生成树协议 更新BPDU（续）n若一个发送如下BPDU M1的Bridge B1R1 C1 B1 P1M1 收到一个Better BPDU M2，满足C2=C1 2:R1 C2 B2 P2M2 那么Bridge B1 就把自己的 BPDU 更新为:R1 C2+1 B1 P126生成树协议 树的构造（续）n如右图，每个Bridge都计算出了自己的Root Port和Designated Portn在每一个LAN上，作由Designated Port到Root Port的连线，于是就得到了连接所有

13、Bridge的生成树。LAN 2B7LAN 5LAN 3LAN 1LAN 4B5B 3 B1 dB 6 DDDRDRRRD28生成树协议 帧转发规则n每个Bridge只接受从 Root Port 或 Designated Port 收到的帧。n每个Bridge只在满足下列条件的Port上转发需要广播的帧，而在其它Port上都不做帧广播：q不是收到“待广播帧”的Portq是Root Port或者Designated Portn这样就避免了环路的出现。29生成树协议 端口状态端口能力端口能力端口能力端口能力不收发任何报文不收发任何报文不收发任何报文不收发任何报文DisabledDisabledBl

14、ockingBlockingListeningListeningLearningLearning端口状态端口状态端口状态端口状态ForwardingForwarding不接收或转发数据不接收或转发数据不接收或转发数据不接收或转发数据,接收但不发接收但不发接收但不发接收但不发送送送送BPDUs,BPDUs,不进行地址学习不进行地址学习不进行地址学习不进行地址学习不接收或转发数据不接收或转发数据不接收或转发数据不接收或转发数据,接收并发送接收并发送接收并发送接收并发送BPDUs,BPDUs,不进行地址学习不进行地址学习不进行地址学习不进行地址学习不接收或转发数据不接收或转发数据不接收或转发数据不接

15、收或转发数据,接收并发送接收并发送接收并发送接收并发送BPDUs,BPDUs,开始地址学习开始地址学习开始地址学习开始地址学习接收并转发数据接收并转发数据接收并转发数据接收并转发数据,接收并发送接收并发送接收并发送接收并发送BPDUs,BPDUs,进行地址学习进行地址学习进行地址学习进行地址学习IETF RFC 1493DiscardingIEEE 802.1DLearningForwarding31生成树协议 演变n生成树协议（STP）q1990年，Radia Perlman的STP被IEEE标准化为 IEEE Std 802.1Dq缺点：需要等待计时器超时，网络恢复速度慢q消失于IEEE

16、Std 802.1D 2004 Editionn快速生成树协议（RSTP,Rapid STP）q出现于IEEE Std 802.1D 2001 Editionq优点：无需等待计时器超时，增加了用于主动通知的TCN（Topology Change Notification）消息，完全兼容STPq目前的交换机一般都实现RSTPn多生成树协议（MSTP,Multiple STP）q出现于IEEE Std 802.1s 2002 Editionq用于VLAN的生成树协议STP,RSTP,MSTP的基本思想和过程相同，都遵照了当初Radia Perlman的想法32生成树协议 总结n动态算法q能适应网络

17、拓扑结构的改变n分布式算法q每个Bridge独立的作出自己对Root Port和Designated Port的决定。n消息交换简单q周期性的相邻Bridge之间BPDU交换n消息处理简单q仅决定“better”关系即可计算机网络领域最优美的协议之一33生成树协议配置n启动/关闭生成树协议n设定网桥的优先级n设定端口的优先级n设定端口的开销n设定端口的Forward Delayn显示生成树协议信息34启动/关闭生成树协议n在Quidway S 系列交换机中，生成树协议缺省为关闭状态。可以用下述命令来改变这一状态：qstp enable|disable qundo stpn适用视图q系统视图、以

18、太网端口视图n参数qenable：用来开启设备或端口的RSTP。qdisable：用来关闭设备或端口的RSTP。nstp enable|disable 命令用来开启/关闭设备或端口上的RSTP。当在系统视图下用来配置设备RSTP 时，undo stp 命令用来恢复设备的RSTP 为缺省状态；当在以太网端口视图下使用undo stp 命令，配置的效果和系统视图下一样，也是将设备的RSTP 恢复为缺省状态。35设定网桥的优先级n网桥ID由两部分组成:Bridge Priority+Bridge MacAddressn如果网络中的所有交换机都在缺省配置下，根据BPDU比较原则，MAC地址最小的交换机

19、被选为根桥，但是该交换机未必是理想的根桥，可以通过命令配置Bridge Priority将合适的交换机推举为根桥qQuidway stp priority bridge-priority nbridge-priority：用来标识所设定的bridge 优先级，该值是不连续的，范围为061440，步长为4096。缺省情况下，交换机的优先级为32768。qQuidway undo stp priority /恢复为缺省值36设定端口的优先级n根据BPDU比较原则，有时候需要比较端口IDn端口ID由两部分组成:qPort Priority+Port Indexq其中端口优先级部分是可配置的n命令格式

20、为qQuidway-Ethernet0/1 stp port priority port-prioritynport-priority：用来标识所设定的优先级，该值是不连续的，范围为0240，步长为16。缺省情况下，端口优先级为128。qQuidway-Ethernet0/1 undo stp port priority平行链路平行链路平行链路平行链路37设定端口的开销n从本网桥到根桥的路径上所有经过端口的端口开销之和为根路径开销，可以通过命令来改变端口开销的值qQuidway-Ethernet0/1 stp cost cost ncost：用来标识所设定的路径开销值，范围1200000。缺省

21、情况下，网桥由与端口相连的链路速率而直接得到端口的路径开销。qQuidway-Ethernet0/1 undo stp cost38设定端口的Forward DelaynForward Delay：端口转换为 Forwarding 状态所需等待的时间q过长的Forward Delay会导致生成树的收敛太慢；q过短的Forward Delay可能会在拓扑改变的时候，引入暂时的环路。LAN 2LAN 5B 3 B2 dForwardingDiscardingB1 Failed Suddenly39设定端口的Forward Delay（续）nQuidway stp timer forward-del

22、ay centisecondsqcentiseconds:厘秒，缺省为1500nQuidway undo stp timer forward-delay40显示生成树协议信息ndisplay stp interface interface_list q适用于任意视图qinterface interface_list：以太网端口列表，表示多个以太网端口，表示方式为 interface _list interface_type interface_num to interface_type interface_num&“&”表示前面的参数最多可以输入10 次。n本命令用来显示当前RSTP 的状态信息或统计信息。根据该命令的输出信息，可以帮助用户确认RSTP 配置是否正确，然后进行RSTP故障的排除。n【例】显示设备上以太网端口Ethernet0/1 的RSTP 信息。q display stp interface Ethernet0/141